(57)【要約】      （修正有）【課題】高価な水素ガス発生装置を一人で独占使用することなく、多人数で本来の水素ガス供給能力以上に有効活用することができる圧力容器型水素ガス貯蔵装置、それを利用した圧力容器型水素ガス吸入装置を提供する。【解決手段】圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、別体の水素ガス発生装置に接続して、それにより生成された水素ガスを充填し、指定された内部圧力の範囲内に制御しつつ貯蔵や吸入が可能な圧力容器型の水素ガス貯蔵装置である。また、その内部に投入された水素ガス発生剤と水とを混合するなどして水素ガスを発生させ、そのまま貯蔵したり吸入を行うことも可能とした。更に、この圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置とを一組の装置とした圧力容器型水素ガス吸入装置とした。【選択図】図１
0003229552.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水素ガス貯蔵装置であって、
水素ガス発生剤を投入可能な開口機構を備える圧力容器と、その圧力容器の付属装置である水素ガス充填装置、内圧調整装置、水素ガス放出装置の各装置とを有し、
前記水素ガス充填装置は、水素ガス発生装置との接続機構を有し、その接続機構により前記水素ガス発生装置と任意に接続されることで、前記水素ガス発生装置で生成された水素ガスを前記圧力容器に充填し、
前記圧力容器は、前記水素ガス発生装置で生成されて充填された水素ガスと、前記圧力容器の内部に投入された前記水素ガス発生剤により生成された水素ガスとを貯蔵することが可能であり、
前記内圧調整装置は、前記圧力容器の内部圧力を指定数値の範囲内に制御し、
前記水素ガス放出装置は、前記圧力容器に貯蔵された水素ガスを放出するための流量調整機構を備え、使用者がその流量調整機構を操作することにより、水素ガスの放出の開始又は停止を含む流量の調整がなされ、
使用者は、前記水素ガス発生装置と接続された状態、又は、前記水素ガス発生装置と接続解除された状態のいずれの場合においても、前記水素ガス放出装置から水素ガスの吸入を行うことが可能であることを特徴とする圧力容器型水素ガス貯蔵装置。
【請求項２】
前記内圧調整装置が、前記圧力容器の内部圧力の計測及び表示を行う内圧測定機構を備え、
前記水素ガス放出装置が、放出される水素ガスの流量の計測及び表示を行う流量測定機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧力容器型水素ガス貯蔵装置。
【請求項３】
水素ガス吸入装置であって、
水素ガス発生装置と、水素ガス発生剤を投入可能な開口機構を備える圧力容器と、その圧力容器の付属装置である水素ガス充填装置、内圧調整装置、水素ガス放出装置の各装置とを有し、
前記水素ガス充填装置は、前記水素ガス発生装置との接続機構を有し、その接続機構により前記水素ガス発生装置と任意に接続されることで、前記水素ガス発生装置で生成された水素ガスを前記圧力容器に充填し、
前記圧力容器は、前記水素ガス発生装置で生成されて充填された水素ガスと、前記圧力容器の内部に投入された前記水素ガス発生剤により生成された水素ガスとを貯蔵することが可能であり、
前記内圧調整装置は、前記圧力容器の内部圧力を指定数値の範囲内に制御し、
前記水素ガス放出装置は、前記圧力容器に貯蔵された水素ガスを放出するための流量調整機構を備え、使用者がその流量調整機構を操作することにより、水素ガスの放出の開始又は停止を含む流量の調整がなされ、
使用者は、前記水素ガス発生装置と接続された状態、又は、前記水素ガス発生装置と接続解除された状態のいずれの場合においても、前記水素ガス放出装置から水素ガスの吸入を行うことが可能であることを特徴とする圧力容器型水素ガス吸入装置。
【請求項４】
水素ガス吸入装置であって、
水素ガス発生装置と、水素ガス発生剤を投入可能な開口機構を備える圧力容器と、その圧力容器の付属装置である水素ガス充填装置、内圧調整装置、水素ガス放出装置の各装置と、一端に前記水素ガス発生装置の水素ガス排出部との接続機構を備え、他端に一又は複数の前記水素ガス放出装置との接続機構を備える接続具とを有し、
前記水素ガス充填装置は、前記接続具を介して前記水素ガス発生装置と任意に接続されることで、前記水素ガス発生装置で生成された水素ガスを前記圧力容器に充填し、
前記圧力容器は、前記水素ガス発生装置で生成されて充填された水素ガスと、前記圧力容器の内部に投入された前記水素ガス発生剤により生成された水素ガスとを貯蔵することが可能であり、
前記内圧調整装置は、前記圧力容器の内部圧力を指定数値の範囲内に制御し、
前記水素ガス放出装置は、前記圧力容器に貯蔵された水素ガスを放出するための流量調整機構を備え、使用者がその流量調整機構を操作することにより、水素ガスの放出の開始又は停止を含む流量の調整がなされ、
使用者は、前記水素ガス発生装置と接続された状態、又は、前記水素ガス発生装置と接続解除された状態のいずれの場合においても、前記水素ガス放出装置から水素ガスの吸入を行うことが可能であることを特徴とする圧力容器型水素ガス吸入装置。
【請求項５】
前記内圧調整装置が、前記圧力容器の内部圧力の計測及び表示を行う内圧測定機構を備え、
前記水素ガス放出装置が、放出される水素ガスの流量の計測及び表示を行う流量測定機構を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の圧力容器型水素ガス吸入装置。
【請求項６】
一端に水素ガス発生装置の水素ガス排出部との接続機構を備え、他端に一又は複数の水素ガス放出装置との接続機構を備えることを特徴とする接続具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
医療及び健康増進の分野における水素ガスの吸入に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
医療や健康増進の分野において、近年、水素が果たす役割が重要視されている。
医療分野に関しては、現在、病院外での心停止後の患者に対する水素ガス吸入療法が、厚生労働省による先進医療の承認を受けて、全国各地の大学病院等で実施がなされている状況である。
健康増進の分野に関しては、水素ガスやそれを飲料水に溶解させた水素水の生成や摂取に関し、現に数多くの製品等が製造販売されてもいる。また、社会における水素ガスの有効活用のため、輸送方法の効率化などに関しても様々な提案がなされている。
水素ガスの生成に関しては、水を水素と酸素に電気分解した後に膜分離して行うもの、水と水素ガス発生剤とを混合して化学反応によって生成させるものなどが一般に知られている。また、水素水の生成に関しても、水と水素ガスとの接触面積を拡大させることで水素ガスの溶解率を高めようとする方法などが、特許文献１の発明を含めて数多く提案されてきた。その特許文献１では水素容器のガス充填配送システムも提案されており、他の文献においては、ガスボンベでの水素ガスの輸送に関し、水素ガスを吸着する水素吸蔵合金を用いることで輸送効率の向上を図ろうとする方法なども提案されて、既に実施もされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８‐１９９１２１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
水の電気分解等により、大量の水素ガスを効率よく持続的に発生させることができる水素ガス発生装置（水素ガスの発生から吸入まで一連に実施可能な製品もある。また、その代用となる後述の軽易な「水素ガス吸入装置」と区別して、以下、「水素ガス発生装置」という。）は、先進医療に取り組む医療機関などのほか、近年では、健康増進に関心が高い一般家庭においても積極的に取り入れられて使用されるようになっている。しかし一般的には、専門機器となる水素ガス発生装置に関しては、非常に高性能であることから高価な製品も多い。そのため、そのような高価な水素ガス発生装置の代用品として、水と水素発生剤とを小型容器内で混合して水素ガスを軽易に発生させて、その場で水素ガスを吸入できる、比較的に安価な水素ガス吸入装置が用いられていることも多い。
このように、前者の水素ガス発生装置には非常に高性能なものが多く、その時々で手軽に大量の水素ガスを継続的に発生させることが可能であり、非常に便利な機器である。しかし、それらの水素ガス発生装置には高価な装置が多いため、特に一般家庭においては、これを一人に一台ずつ準備することは現実的なことではない。また、装置自体の可搬性の低さなども、その装置のデメリットとなっていることも否定はできない。
一方、後者の軽易な水素ガス吸入装置は、前者に比べ低価格であることが多く、小型軽量で可搬性も高く、水と薬剤とを混ぜ合わせることで簡便に水素ガスを発生させて、その場で吸入することが可能である。しかし、水素ガスの発生時間の制約もあり、一度始まった薬剤の反応を途中で止めて水素ガスの吸入を一時的に中断することも難しい点など、前者に比べて不便な点が多いことは認めざるを得ないところである。
そのようなことから、考案者は、これら両装置の短所を補い、それらの間を繋いで両装置の長所を両立し得る装置として、本件考案に係る圧力容器型水素ガス貯蔵装置及びそれを利用した圧力容器型水素ガス吸入装置を考案した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そして、圧力容器型水素ガス貯蔵装置及びそれを利用した圧力容器型水素ガス吸入装置の概要については、次のようなものとなる。
別体の水素ガス発生装置に接続して、それによって生成された水素ガスを圧力容器に充填することができ、圧力容器の内部圧力を指定された数値の範囲内に制御しつつ貯蔵し、水素ガスの吸入を行うことも可能である圧力容器型水素ガス貯蔵装置である。また、その圧力容器の内部に、水と水素ガス発生剤とを投入して混合するなどして水素ガスを発生させ、そのまま貯蔵したり、吸入することも可能な圧力容器型水素ガス貯蔵装置とした。
この圧力容器型水素ガス貯蔵装置は、その具体的な構成として、水素ガス発生剤等を投入可能な開口機構を備える圧力容器と、その圧力容器の付属装置である水素ガス充填装置、内圧調整装置、水素ガス放出装置の各装置とを有するものとなる。
水素ガス充填装置は、水素ガス発生装置に任意に接続されて、その水素ガス発生装置で生成された水素ガスを圧力容器に充填する機能を持つ。そして、その圧力容器は、外部の水素ガス発生装置で生成された水素ガスを充填可能なほか、その内部に投入された水素ガス発生剤により発生させた水素ガスをそのまま貯蔵することが可能である。また、内圧調整装置は、圧力容器への水素ガス充填によって高まる内部圧力を、指定された数値の範囲内に自動的に調整する機能を果たす。水素ガス放出装置は、圧力容器に貯蔵された水素ガスを放出するための流量調整機構を備える。
使用者は、その流量調整機構を適宜に操作するが、それにより放出の開始又は停止を含む水素ガスの流量の調整がなされる。そして、水素ガス放出装置に接続されるチューブから、吸入用マスクや鼻腔カニューラ等の吸入手段により、使用者が水素ガスの吸入を行う圧力容器型水素ガス貯蔵装置となる。
また、別体の水素ガス発生装置と、本考案の圧力容器型水素ガス貯蔵装置との接続や運搬等が更に簡便になるように、これらの仕様を予め最適化させ、水素ガス発生装置と圧力容器型水素ガス貯蔵装置を一体化した圧力容器型水素ガス吸入装置とすることができる。なお当然ながら、この場合でも水素ガス発生装置と圧力容器型水素ガス貯蔵装置とを任意に分離して、水素ガスの吸入を行うことは可能である。
すなわち、水素ガス発生装置で発生させた水素ガスを、この圧力容器型水素ガス貯蔵装置に充填して、これを他所に移動させて時と場所を変えて水素ガスを吸入することが可能となる。圧力容器内の内部圧力は、内圧調整装置によって、定められた指定数値を超えることがないように安全に保たれる。そして、使用者は、水素ガス放出装置の流量調整機構を操作することにより、放出される水素ガスの流量を自己の好みに応じて調整しながら、ゆったりと寛ぎながら水素ガスを吸入することができる。
この時、使用者が、圧力容器型水素ガス貯蔵装置の内部圧力を適時に正しく知ることができるように、それを随時に計測して表示する内圧測定機構を設けることも可能である。更に、水素ガス放出装置から放出される吸入用水素ガスの流量を適時に知ることができるように、その計測と表示を行う流量測定機構を備えることも可能である。
また、考案者は、圧力容器型水素ガス貯蔵装置及び圧力容器型水素ガス吸入装置の考案に伴い、水素ガス発生装置と一又は複数の圧力容器型水素ガス貯蔵装置とを容易かつ確実に繋ぐための接続機構を有する接続具についても考案した。そして、水素ガス発生装置、接続具、その接続具により任意に接続と解除が可能な圧力容器型水素ガス貯蔵装置の三点は、それらで一組の圧力容器型水素ガス吸入装置となり、水素ガス発生装置と圧力容器型水素ガス貯蔵装置の接続や分離が更に容易なものとなる。併せて、必要に応じて、一の水素ガス発生装置から複数の圧力容器型水素ガス貯蔵装置に対して、同時並行的に水素ガスの充填を行うことができる装置になる。
【考案の効果】
【０００６】
既存の水素ガス発生装置が存在する場合、別に用意した複数の圧力容器型水素ガス貯蔵装置に水素ガスを充填することで、複数の使用者がそれぞれ自己の好みの時間や場所において自由に水素ガスを吸入できるものとなる。これは、水素ガス発生装置で生成された水素ガスをその場で全て外気中に放出せずに、圧力容器型水素ガス貯蔵装置に一時的に貯蔵し、時間をおいて多量に消費できることでもある。そのため、使用者が必要とする際には、水素ガス発生装置の本来の時間当たりの供給能力を大きく超えて、水素ガスを利用できることにもなる。そのようなことから、高価な水素ガス発生装置を一人で独占使用することなく、多人数で本来の水素ガス供給能力以上に有効活用することができ、家庭や職場を始め、これまで以上に水素ガスの利活用の場が広がる可能性が高い。
また、水素ガス発生装置が存在しない場合や、もし存在したとしても災害時等の停電等でそれを稼働できない場合などでも、水と水素ガス発生剤とを圧力容器型水素ガス貯蔵装置に投入し、その場で即座に水素ガスを発生させることができる。従来の水素ガス発生剤を用いた水素ガス吸入装置では、水素ガスの加圧貯蔵が難しく、その内部に貯蔵できる水素ガスの量は限定的で、利用時間も限られていた。そして、水素ガスの発生中には、使用者は水素ガスの吸入を最後まで続けるか、何らかの事情があり、それができない場合には、吸入を途中で中止するかの二者択一の選択肢しか存在し得ない状況であった。しかし、本考案の圧力容器型水素ガス貯蔵装置では、水素ガスの吸入を中止した場合においても、その内部に水素ガスが比較的高い内部圧力で貯蔵され続けるため、後に都合が良くなった際などに、使用者が水素ガスの吸入を再開することも可能となる。
また、本考案の圧力容器型水素ガス貯蔵装置は、既存の水素ガス発生装置に比べて可搬性も優れたものとなることが多い。そのため、この水素ガスの吸入が可能な圧力容器型水素ガス貯蔵装置は、家庭や職場などでの水素ガス吸入のほか、ペット用シートにこれを繋ぎ、犬や猫に水素ガスを摂取させることも可能である。そして、この圧力容器型水素ガス貯蔵装置を浴室に運搬して、それから放出される水素ガスを浴槽のお湯に溶解させて、水素風呂としての入浴等に利用することも可能となる。
また、軽易かつ簡便な本装置は、救急医療や歯科医療等の分野においても、これまで以上に水素ガスの機動的な利活用を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置である。
【図２】圧力容器型水素ガス貯蔵装置と水素ガス発生装置とを組み合わせた状態である。
【図３】水素ガス発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置である。
【図４】２台の圧力容器型水素ガス貯蔵装置と水素ガス発生装置とを組み合わせた状態である。
【図５】接続具を用いて２台の圧力容器型水素ガス貯蔵装置と水素ガス発生装置とを組み合わせた状態である。
【図６】圧力容器における開口機構の一例である。
【図７】圧力容器における開口機構の他例である。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を用いて説明を行う。
単体装置としての圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、図１に図示された構成を有するものである。
この圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、その中程の高さとなる位置に開口機構２−１を備えた圧力容器２を中心として構成される。更に、この圧力容器２は、その付属装置として、水素ガス発生装置６との接続機構を備える水素ガス充填装置３と、内圧測定機構４−１を備える内圧調整装置４と、流量調整機構５−１及び流量測定機構５−２を備える水素ガス放出装置５とを有する。
【０００９】
圧力容器型水素ガス貯蔵装置１において、その中心となる圧力容器２は、使用者が吸入する水素ガスについて、所定の内部圧力を超えないように、これを安全に貯蔵するための本体装置となるものである。
この圧力容器２の外形状や大きさについては、これらを適宜に設計変更することにより、その用途や流行等に応じて、可搬性や外観デザインに工夫を凝らすなどして、様々なタイプの圧力容器型水素ガス貯蔵装置１とすることが可能である。なお、図１の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、その外観に大きな意匠的特徴を付与されていないが、小型かつ軽量な装置にするためと、本考案の説明に関し、これを見易く表示する便宜上から、ごく一般的な小型ボンベ状の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１として表示されている。このように、本考案に係る圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に関しては、使用者がこれを容易に持ち運んで使用するための可搬性の観点や、可燃性を有する水素ガスの取扱上の安全性を重視する観点から、比較的小型のものとされることが多い。そのため、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１も極度に大きなものとはせずに、幅・奥行き・高さの各々については、概ね２０ｃｍ以内とすることが一般的なものと考えている。
【００１０】
また、圧力容器２の素材としては、これも可搬性や製造効率など、その取り扱い易さや強度等を考慮すると、スチール等の合金やアルミニウム等の軽金属などを用いることが一般的なものと考えられる。しかし、使用条件等に適合する軽さと強度を兼ね備えた素材であれば、工業用プラスチックなど他の素材とすることに関して大きな支障はない。そして、圧力容器２は、その強度を概ね０．９８ＭＰａ以上の内部圧力に耐えうることを一つの目安として想定するところである。
更に、圧力容器２は、その素材によっては、その内面に耐酸性素材によるコーティングを施すなどして、腐食に対する保護被膜が設けられる。水素ガス発生剤の化学反応によって圧力容器２の内部が侵食され、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１が強度不足に陥る危険性を予め回避するためである。
【００１１】
ここで、単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と、これと別体である既存の水素ガス発生装置６とが、水素ガス充填装置３の接続機構によって組み合わされた状態について、図２に図示している。これは、図１の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の使用状態の一場面を表すものである。すなわち、水素ガス発生装置６の水素ガス排出部の位置や構造に適合するように、本考案に係る圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の水素ガス充填装置３には、水素ガス発生装置６の水素ガス排出部との接続機構が設けられている。そして図２は、その接続機構によって圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とが接続されて一体化された状態であり、水素ガス発生装置６から圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の圧力容器２に対して水素ガスが充填されている状況を表すものである。
その水素ガス充填装置３の接続機構は、圧力容器２へ水素ガスを充填している場合を除き、使用者が任意にその接続状態を解除することが可能である。すなわち、この図２のような両装置の接続は、水素ガス発生装置６から圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に水素ガスを充填する時など、必要な場合のみに適宜に行われれば良い。そして通常は、これらの両装置は接続が解除されており、分離された両装置は、他所においてそれぞれに使用されるものであっても良い。
【００１２】
また、この図２に関しては、これと異なる見地において眺めることもできる。すなわち、図２の装置を、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とが全体として一組の圧力容器型水素ガス吸入装置７を構成したものと捉える見方である。
この場合、圧力容器型水素ガス吸入装置７の構成要素となる圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の外形状や水素ガス充填装置３の位置や接続機構などは、水素ガス発生装置６のそれらと予め最適に適合するように設計がなされる。そして、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、装置間の接続や装置の運搬の利便性を向上させるため、図２の水素ガス発生装置６を含めて全体で一組の装置をなした水素ガス発生装置一体型（以下、「発生装置一体型」という。）の圧力容器型水素ガス吸入装置７の一部となる。
なお、この発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７においても、その時々の使用者の要求やメンテナンス等の必要性に応じ、適宜に圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とが接続され、又は両者が分離されるなどして使用される。
そのようなことから、この図２に関しては、図１の単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の使用状況を表した図であると同時に、その一部に単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とを含む発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７の全体構成を図示したものとしても見ることができる。
これは図３についても同様であり、単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の使用状況を示す図であるとともに、水素ガス発生装置６を含めて一組の装置となった発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７の一例であって、図２とは形状等を異にするものと解することができる。
【００１３】
ところで出願人は、本考案の説明において、図２や図３のように、その構成に圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とを含み、これらが一組の装置を成す圧力容器型水素ガス吸入装置７を、発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７と称している。これは、図１の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の構成や機能から、これに関しても単体型で圧力容器型の水素ガス吸入装置と理解することが可能であり、図１の単体装置と、図２や図３の複合装置とを区別しつつも、同種の装置として位置付けることが可能なためである。
なお、この図３の発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７では、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１が水素ガス発生装置６の内部に収まり良く格納されるように、両者の相対する部位の形状や接続機構の位置及び構造等が予め調整されている。また、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の前面には、これを水素ガス発生装置６から脱着するための手段として、水素ガス放出装置５の左横に小さな把手を配置してあるが、これは手掛かりとなる窪みのようなものでも良い。
そして、この図３においては、図２とは異なり、水素ガス充填装置３は表示されていない。これは、水素ガス充填装置３と水素ガス発生装置６の水素ガス排出部とが、水素ガス発生装置６の内部で接続機構によって連結されているため、図３の圧力容器型水素ガス吸入装置７の外観としては露出しないためである。
【００１４】
そして、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１とは別体の水素ガス発生装置６で生成された水素ガスは、図２のようにして、水素ガス発生装置６に接続された水素ガス充填装置３により、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の本体である圧力容器２の内部に充填される。このように、水素ガス充填装置３は、水素ガスの注入栓としての機能を果たすこととなる。
一方、水素ガスの充填中に、水素ガス発生装置６と圧力容器型水素ガス貯蔵装置１との接続が不用意に解除されて、水素ガス発生装置６から外れた圧力容器型水素ガス貯蔵装置１が勢い良く飛び出したり、水素ガスが周囲に漏洩することがないように配慮する必要がある。そのため、水素ガス発生装置６と水素ガス充填装置３とは、簡単に接続できるが意図せずには抜けないように接続機構により確実かつ密接に連結されて、安全な状態が維持されている。
なお、本考案の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、その接続機構として、様々な仕組みを採用し得る。その一例としては、水素ガス充填装置３と水素ガス発生装置６の水素ガス排出部の接合部に、相互に適合するようにねじ構造を設け、両者が固く組み合って連結されるようにする。そして、その合間の微小な隙間から水素ガスが漏出しないように、ガス漏れ防止用パッキンをその接合部の周囲に組み込むことなどが考えられる。更には、その接続機構にバックル等の固定手段を設けて、両者をより確実に固定することなども想定される。
また、この接続機構の他の一案としては、一般にワンタッチ継手と総称されて製造販売がなされている既製品等を採用することも考え得る。これは、後述する接続具８の接続機構や、水素ガス放出装置５とチューブ等の接続方法に関しても同様である。
【００１５】
ところで、本考案の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１や圧力容器型水素ガス吸入装置７は、法の規制対象とされる所定の内部圧力を超えないように、その範囲内で安全に使用されることを前提としたものである。
そのため、圧力容器２の内部圧力が、予め上限値として定められた指定数値を超えることがないように、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の側から、その内部圧力を自動的に抑制するための制御動作が適時に行われるものとする。その制御機能を果たすものが、内圧調整装置４である。
また、必須のものではないが、使用者が圧力容器型水素ガス貯蔵装置１などの安全な使用状態を常に確認し、これを維持するための重要な指標となる圧力容器２の内部圧力の状況を、その使用者に知らしめる役割を果たすものが、内圧測定機構４−１である。
その内圧調整装置４には安全弁などが用いられ、内部圧力が指定数値を超える時には、過剰な水素ガスを圧力容器２の内部から内圧調整装置４を経て圧力容器２の外部に排出して、想定外の内部圧力上昇を未然に防止するものである。例えば、圧力容器２の内部圧力が０．７ＭＰａや０．８ＭＰａなど予め指定された数値に達しようとする段階で、内圧調整装置４の働きによって、圧力容器２内に貯蔵された水素ガスの一部が、圧力容器２の外部に自動的に放出されることになる。
また、内圧測定機構４−１には、圧力容器２の内部圧力を自動的に測定し、その数値を使用者が認識できるように表示するための圧力計が用いられる。そのため、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１や圧力容器型水素ガス吸入装置７の使用者は、圧力容器２の内部圧力を必要に応じて適時に知ることができる。
【００１６】
図２や図３のようにして、水素ガス発生装置６で生成されて、圧力容器２に充填された水素ガスは、定められた内部圧力の上限値を超えることがないように、安全な状態で圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に貯蔵される。そして、使用者が圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に貯蔵された水素ガスを吸入しようとする時に、流量調整機構５−１の操作に応じて、水素ガス放出装置５から圧力容器２の外部に放出される。
この時、使用者は、水素ガス吸入用のマスクや鼻腔カニューラが繋げられたチューブを圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の水素ガス放出装置５に接続し、その装着したマスク等で圧力容器型水素ガス貯蔵装置１から放出される水素ガスを吸入して、自己の体内に摂取する。
なお、使用者は、水素ガス充填装置３の接続機構によって、図２や図３のように圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とが接続されたままの状態であっても、水素ガスの吸入を行うことができる。また当然であるが、この接続機構を解除することで、水素ガス発生装置６から圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を取り外し、水素ガス発生装置６から離れた場所に移動して、水素ガスを吸入することも可能である。
【００１７】
使用者は、水素ガス放出装置５の流量調整機構５−１を適宜に操作することで、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１から水素ガス放出装置５に接続されたチューブ等に放出される水素ガスの流量を変更することができる。この流量調整機構５−１は、水素ガス放出装置５の水素ガス排出口の拡大や縮小などを微調整することができ、同時に高い気密性を兼ね備えたエアバルブのようなものである。使用者は、使用開始にあたり水素ガスの放出を開始し、これを好みに応じて増減させ、使用終了にあたり水素ガスの放出を停止させる。すなわち、使用者が水素ガスの流量が大き過ぎると感じる場合には、流量調整機構５−１を絞って水素ガスの放出量を小さくする。反対に、流量が小さ過ぎると感じる場合には、流量調整機構５−１を緩めてその放出量を大きくする。
また、内圧測定機構４−１と同様に必須のものではないが、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の使い易さを向上させるために、使用者が水素ガスの流量をある程度正しく把握して、これを細かく加減するための目安とするため、流量測定機構５−２が設けられる。この流量測定機構５−２によって、水素ガス放出装置５から放出される水素ガスの流量が直ちに計測されて、その数値が使用者に向けて表示される。一般的に、この流量測定機構５−２としては、ガス流量計を用いることができる。
【００１８】
ところで、図１及び図２の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の圧力容器２では、その大半が直円筒状となっており、上方においてその外周が漸次滑らかに縮小しつつ突出してドーム状となり、更に上面中央部では平坦になっている。一方、圧力容器２の底面を図示していないが、圧力容器２の上側と同様に、底面が上方に向けてドーム状に突出したものであり、大凡の全体形状としては、通常のボンベ型となる外観を呈した圧力容器型水素ガス貯蔵装置１となっている。
図３は、水素ガス発生装置６から圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に水素ガスを充填する際や、装置全体を運搬する際には、その圧力容器型水素ガス貯蔵装置１が水素ガス発生装置６と組み合わされて一体化される仕様とされた発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７であった。図１のような単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の外形状は様々なものであり得るが、この図３における圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の外形状は、正四角柱状の外観をなすものである。そして、これのみを水素ガス発生装置６から抜き出して、図１の単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と同様に使用することも可能である。
【００１９】
すなわち、図２及び図３のいずれでも、使用者は、図中の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を、この発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７から分離して取り外すことが可能である。また、水素ガスの吸入を行おうとする際には、図２や図３のように接続したままでも可能であるし、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６との接続を容易に解除して、これらを分離することも可能となっている。
なお、図１及び図２の圧力容器２の上面中央は小さな平面状となっていたが、その平坦な面には、圧力容器２に付属する各種の装置が配置されている。すなわち、水素ガス発生装置６との接続機構を備えた水素ガス充填装置３、内圧測定機構４−１を備えた内圧調整装置４、流量調整機構５−１及び流量測定機構５−２を備えた水素ガス放出装置５が集約されて配置されている。一方、図３の圧力容器型水素ガス吸入装置７では、それらの各装置が圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の前面に集約されたものとなっている。なお、これらの配置の例は、各装置の配置に関する一つの考え方や設計上の相違点であって、ここに記載した例のみに限定すべきものでもない。
【００２０】
これまで、単体型で圧力容器型の水素ガス吸入装置とも言うべき圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の構成や使用方法を説明してきた。更に、この単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１が水素ガス発生装置６と組み合わされて一組の装置となった発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７の構成等についても説明をしてきた。
そして、後者の発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７には、既存の水素ガス発生装置６に単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を後付けして一組の装置とした、図２のような発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７が考え得るものであった。
更には、予め圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６との組み合わせ状態が最適化された仕様である、図３のような発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７も考え得ることを説明してきた。
なお、水素ガス発生装置６の水素ガス生成方法に関しては、液体の水を気体分子の水素と酸素とに電気分解し、更に、それを膜分離して水素ガスを得るものなどがある。しかし、水素ガス発生装置６における水素ガス生成方法の違いは、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に充填される水素ガスにとって本質的な違いはなく、これと異なる水素ガス生成方法によるものであっても何ら支障はない。
【００２１】
一方、特に単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に関しては、様々に仕様が異なる既存の水素ガス発生装置６に、その都度の状況に応じて、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を適合させて使用できるものであることが望ましい。
そのため、一端に水素ガス発生装置６の水素ガス排出部との接続機構を備え、他端には一つ又は複数の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の水素ガス放出装置５との接続機構を備え、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１などのために用いられる専用の接続具８を活用することが有用である。そして、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１や圧力容器型水素ガス吸入装置７の使用者は、この接続具８により、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の水素ガス充填装置３と、水素ガス発生装置６の水素ガス排出部とを連結する。すなわち、使用者は、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に水素ガスを充填する前に、水素ガス発生装置６と圧力容器型水素ガス貯蔵装置１とを、その接続具８を介してしっかりと接続する。
そのようにして、使用者は、この接続具８を経由して、様々なタイプの水素ガス発生装置６で生成された水素ガスを、自己が用いる圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に充填して貯蔵することが可能となる。
【００２２】
これまで説明してきたように、本考案の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１や圧力容器型水素ガス吸入装置７には、様々に異なる仕様の装置が存在し得る。
図１及び図２のように、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と既存の水素ガス発生装置６とが事後的に組み合わされることもある。また、図３のように圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と水素ガス発生装置６とが予め最適化されて設計される発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７もある。
また、図２においては、一台の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１と、１台の既存の水素ガス発生装置６とが、それぞれ１対１で接続された状態が表されていた。
しかし、水素ガス発生装置６と圧力容器型水素ガス貯蔵装置１とは、このように１対１で接続されることもあれば、１台の水素ガス発生装置６に複数の水素ガス排出部が存在する場合などには、その接続を１対多とすることも可能である。すなわち、図４の例においては、１台の水素ガス発生装置６から２台の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に対して、同時並行的に水素ガスを充填することが可能である。
また、単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を、既存の水素ガス発生装置６に後付けする場合でも、それぞれ仕様が異なる複数の水素ガス発生装置６に対し、着脱自在な接続具８を介して、図５のように組み合わせることも考えられる。なお、図５に図示した接続具８は、１台の水素ガス発生装置６から、２台の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に対して、同時並行的に水素ガスの充填を行うことができるような分岐式の接続具８となっている。
更に、図５の分岐式の接続具８に関しても、例えば、水素ガス充填装置３と接続される側に柔軟性や可動性を持たせたり、その分岐の幅を自在に変更可能なものとするなどして、異なる仕様の水素ガス発生装置６に対して幅広く適合できるような汎用性を付与することも有用である。
【００２３】
このようにして、本考案に係る圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、既存の水素ガス発生装置６を更に有効活用するためのツールとなり得るものである。
ところで、水素ガス発生装置６において、例えば、水の電気分解による水素ガスの生成を行うためには、当然に水と電気の供給が必要となる。それらは、貯水タンクやバッテリーなどにより、水素ガス発生装置６の内部に蓄えることが可能なほか、水管や電線などの供給ラインを経て、外部から継続的に水や電気が供給されることもある。
一方、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、図２のようにして、水素ガス発生装置６と接続され、それから充填される水素ガスを圧力容器２の内部に貯蔵することが可能である。併せて、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１の圧力容器２の内部に水と水素ガス発生剤とを投入し、これらを混合して発生させた水素ガスをそのまま吸入し、余った水素ガスを貯蔵することも可能である。
そのようなことから、この圧力容器型水素ガス貯蔵装置１は、水素ガスを圧力容器２の外部から充填するか、その内部で発生させるかを選択することが可能であるが、いずれの場合においても、装置の内外から供給される電力を必要不可欠な動力源とする装置とはなっていない。
このように、この圧力容器型水素ガス貯蔵装置１では、その本体である圧力容器２に水と水素ガス発生剤とを投入して混合することによって、電気を必要とせずに、その内部で水素ガスを発生させることができる。そして、発生させた水素ガスは、圧力容器２の内部圧力によって、水素ガス放出装置５から放出され、使用者がこれを吸入したり、圧力容器２に安全に貯蔵されることになる。よって、この圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を用いることで、電力供給の有無による使用上の制約もなく、使用者の好みや都合に応じて時と場所を自由に変えて、ゆっくりと寛ぎながら水素ガスの吸入を行うことも可能となる。
【００２４】
ところで、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１に水や水素ガス発生剤を投入するためには、その投入口となるとともに、それを開閉するための開口機構２−１が、圧力容器２において必要となる。
図１では、その一例を示すものとして、圧力容器２の中段付近に開口機構２−１が設けられている。そして図６には、図１の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１が、開口機構２−１により、上下２つの部品に分割された状態を示している。そして、開口機構２−１により、これらの２つの部品を再び接合させることで、使用者はこれを図１の状態に容易に戻すことができる。
この図６の開口機構２−１の例は、上部品と下部品が接合する部位の相対する内外の両側面に、ねじ構造を設けたものである。そして、これらが組み合わされた場合に、内部に貯蔵された水素ガスが漏れ出ないように、圧力容器２の気密性を保つためのガスケット等を適宜に配置する。このようにして、使用者は、圧力容器２を上部品と下部品とに２分割することで、図６の下部品の上方に大きく開口した部位を、水や水素ガス発生剤の投入口として利用できることとなる。
すなわち、この上下二つの部品の接合部に設けた、ねじ構造等による分離及び接合の仕組みが、開口機構２−１の一例である。なお、圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を、このように上部品と下部品とに２分割しようとする際には、密封された圧力容器２の内部に水素ガスが加圧状態で貯蔵されている場合、その高い内部圧力によって、使用者の意図に反して、上部品や下部品が飛び出す危険性がある。そのため、安全対策の一策として、ねじ構造の緩み具合に応じて、微量の水素ガスを漸次に圧力容器２の外部に放出できるように、図６のように、ねじ構造の一部に小さな縦溝を設けることなどが考えられる。
【００２５】
また図７は、図１とは形状等が異なる単体の圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を図示したものであるとともに、図３に示された発生装置一体型の圧力容器型水素ガス吸入装置７から抜き出した圧力容器型水素ガス貯蔵装置１を図示したものでもある。
この装置においては、開口機構２−１は、圧力容器２の前面上方の一部に、開閉が可能な開口機構２−１として設けてある。そして、これを開くことで、水と水素ガス発生剤の投入口が出現する。併せて、圧力容器２の内部で発生した水素ガスや投入された水等が漏れ出さないように、閉鎖時にはこれが固くロックされて高い気密性を維持できる構造とする。
【符号の説明】
【００２６】
１  圧力容器型水素ガス貯蔵装置
２  圧力容器
２−１  開口機構
３  水素ガス充填装置
４  内圧調整装置
４−１  内圧測定機構
５  水素ガス放出装置
５−１  流量調整機構
５−２  流量測定機構
６  水素ガス発生装置
７  圧力容器型水素ガス吸入装置
８  接続具
【図１】
0003229552.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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